Membrana autolimpante à base de PVDF e MOF MIL-88A para reuso de água contendo contaminante têxtil

Abstract

Uma problemática enfrentada por pequenas lavanderias localizadas do Polo de Confecções do Agreste é o controle do gerenciamento dos resíduos produzidos, o reuso de água na indústria têxtil pode ser uma solução para lidar com a escassez hídrica que a região enfrenta. Membranas autolimpantes são promissoras no tratamento de águas residuais contendo poluentes têxteis e podem ser úteis para o reuso de água contaminada. Por meio dos processos de filtração e fotodegradação é possível obter a completa remoção de cor da água e degradação dos incrustantes que ficam sob a superfície da membrana. O objetivo deste estudo foi produzir uma membrana autolimpante à base de fluoreto de polivinilideno (PVDF) e metal organic frameworks (MOF) do tipo MIL-88A para o tratamento do corante têxtil Reactive Black 5 (RB5), utilizado no tingimento de peças jeans. O MOF MIL-88A se destaca devido às propriedades fotocatalíticas que apresenta, sendo assim, buscou-se sintetizar o MIL-88A por uma rota hidrotermal e sua obtenção foi confirmada por três diferentes técnicas de caracterização. A membrana autolimpante denominada PVDF/MIL-88A foi fabricada através de um método simples de deposição do MIL-88A na matriz de PVDF por filtração à vácuo. Para avaliar o desempenho da membrana produzida foram feitos estudos da influência de parâmetros nas variáveis rejeição e fluxo, como: dosagem do MIL-88A, volume, pH e concentração da solução de RB5, também foi avaliado efeito de diferentes processos de degradação e concentração de peróxido de hidrogênio em reação foto-Fenton, e por fim, foi investigada a reciclabilidade da membrana. A dosagem de MIL-88A ideal para a membrana produzida foi de 40 mg, o volume ótimo para a filtração foi de 100 mL, em pH 3, na concentração de 5 ppm de RB5; por meio da reação foto-Fenton foi possível alcançar uma completa remoção de cor do RB5 em condições otimizadas, enquanto que a melhor concentração de H2O2 utilizado nesta reação foi de 13 mmol L-1. Por fim, foi possível obter alta taxa de rejeição ao RB5 com uma média de 94,53 % de remoção de cor e fluxo de permeação com uma média de 95,72 L h-1 m-2 bar-1 durante 13 ciclos através da membrana PVDF/MIL-88A produzida. A membrana sintetizada foi eficiente para a separação de RB5, sendo assim, este estudo poderá contribuir para o desenvolvimento de outras membranas autolimpantes a partir de PVDF e MOFs para tratamento de efluentes têxteis reais.